Flotasyon (Yüzdürme)

Atıksularda bulunan çok ince yapılı kolloidler, askıdaki katı maddeler ve yağların uzaklaştırılması için kullanılırlar. Sudan ayrılacak olan maddeler yüzeyde toplanarak bir sıyırıcı yardımıyla uzaklaştırılır. Prensip olarak çökelme işleminin tam tersi uygulanmaktadır.

3.2. Kimyasal Arıtım Yöntemleri

Özgül ağırlıklarıyla çökemeyen, çözünmüş ve kolloidler halinde bulunan maddelerin arıtımında kullanılan yöntemlerdir. Koagülasyon, flokülasyon, oksidasyon, dezenfeksiyon ve iyon değiştiriciler sayesinde kirliliklerin uzaklaştırılması sağlanmaktadır.

3.2.1. Koagülasyon (Pıhtılaştırma)

Askıda veya kolloidal (1nm−0,1nm boyutuna sahip partiküller) halde bulunan atık maddelere çeşitli kimyasallar (Al2(SO4)3.18H2O, NaAlO2, FeCl3.6H2O, Fe2(SO4)3.9H2O, FeSO4.7H2O, CaO, Ca(OH)2) ilave edilip hızlı karıştırılarak bu maddelerin bir araya getirilmesi işlemidir. Bu yöntem ile kolloidal taneciklerin taşıdıkları elektriksel yük ortadan kaldırılarak nötralizasyon sağlanmaktadır. Bu şekilde kolloidlerin destabilizasyonu gerçekleştirilir.

3.2.2. Flokülasyon (Yumaklaştırma)

Destabilize edilen kolloidler bu yöntemle birleştirilerek yumaklar haline getirilir. Genellikle koagülasyon işleminden sonra uygulanan yavaş karıştırma işlemidir. Bu yöntemde polielektrolitlerin atıksuya eklenmesiyle büyük organik polimerlerin adsorpsiyonu ve tanecik−polimer−tanecik köprüleri oluşturulmaktadır.

Koagülasyon−flokülasyon yöntemleri atıksudan anyonik/organik bileşiklerin, zararlı bakterilerin, patojenlerin, alg, plankton gibi canlıların, renk, tat ve koku oluşturan maddelerin giderilmesinde kullanılmaktadır.

3.2.3. Oksidasyon

Serbest haldeki veya bir bileşiğin yapısında bulunan bir elementin değerliğinin, redoks reaksiyonları ile elektron vererek yükseltilmesi olayından faydalanarak istenmeyen zararlı kimyasal maddeleri zararsız bileşiklere dönüştürme yöntemidir.

Oksidasyon maddeleri olarak; O2, O3, Cl2, KMnO4, K2Cr2O7 ve H2O2 kullanılmaktadır.

Oksidasyon işlemi ile Mn²⁺, Fe²⁺, S²⁻, CN⁻, SO42− gibi anorganik maddelerin, fenol, amin gibi organik bileşiklerin ve bakteri, alg gibi materyallerin atıksulardan uzaklaştırılması mümkündür.

3.2.4. Dezenfeksiyon

Suda bulunan patojenik mikroorganizmaların giderilmesi işlemine suyun dezenfeksiyonu denir. Suyun içerdiği tüm canlı organizmaların öldürülmesine ise suyun sterilizasyonu denmektedir. Bu iki yöntem birbiriyle karıştırılmamalıdır.

Sterilizasyon dezenfeksiyonun ileri bir aşamasıdır. Dezenfeksiyonda kaynatma, ultraviyole ışınları gibi fiziksel yolların yanı sıra alkali, asit, yüzey aktif madde, metal iyonları, halojenler (brom, klor, iyot), ozon ve potasyum permanganat kullanımına dayanan kimyasal yollarla yapılmaktadır.

3.2.5. İyon Değişimi

Atıksularda bulunan istenmeyen anyon ve katyonların uzaklaştırılması için kullanılan yöntemdir. Genellikle makromoleküler olan iyon değiştiriciler, yapılarında bir veya daha fazla asidik veya bazik kök içerirler. Asidik iyon değiştirici (H−R) katyon değiştirici, bazik iyon değiştiriciler (OH−R) anyon değiştirici olarak kullanılmaktadır.

3.3. Biyolojik Arıtım Yöntemleri

Atıksulardaki çözünmüş organik maddelerin temizlenmesinde kullanılan yöntemlerdir. Günümüzde geniş çapta uygulanmaktadırlar. Atıksuda bulunan organik maddelerin bakteri, alg ve mantar gibi mikroorganizmalar tarafından enerji ve besin kaynağı olarak kullanılmasına dayanmaktadır. Biyolojik arıtım aerobik ve anaerobik olmak üzere ikiye ayrılmaktadır.

3.3.1. Aerobik biyolojik arıtım

Organik ve inorganik atıkların oksijenli ortamda mikroorganizmalar tarafından ayrıştırılmasına dayanan ve aşağıda belirtilen yöntemleri içeren arıtımdır.

a. Aktif çamur yöntemi: Aktif çamur havuzu içindeki mikroorganizmaların askıda tutularak organik maddelerin giderildiği arıtım şeklidir. Bu yöntemde kullanılan en önemli iki birim; havalandırma havuzu ve son çökeltme havuzudur. Havalandırma havuzunda sıvının homojen şekilde karışması sağlanmakta ve mikroorganizmalar için gerekli olan oksijen ihtiyacı karşılanmaktadır. Aktif çamur yumakları son çökeltme havuzunda çökerek aktif çamur olarak havalandırma havuzuna tekrar gönderilmektedir.

b. Havalandırmalı lagünler: Aktif çamur yöntemine benzer özellik gösterirler.

Fakat bu arıtımda son çökeltim havuzundan sonra çamur geri dönüşü yapılmamaktadır.

Bu sistemlerde oksijen ihtiyacı dışarıdan suni olarak karşılanabildiği gibi ortamda gerçekleşen fotosentez reaksiyonlarından da sağlanabilmektedir.

c. Damlatmalı filtreler: İçerisinde mikroorganizmaların tutunduğu dolgu malzemesi bulunduran, fiziksel olarak arıtım işlemi uygulanmış atıksularda bulunan erimiş veya askıdaki maddelerin giderimi için kullanılan sistemlerdir. Taş, seramik, plastik gibi maddelerin oluşturduğu dolgu malzemesi oksijen tüketen mikroorganizmalarla doludur. Bu canlılar ortamdaki oksijeni kullanarak atıksuda bulunan organik maddeleri tüketmektedirler.

d. Stabilizasyon havuzları: Atıksuda bulunan organik maddelerin ayrıştırıldığı arıtım birimleridir. Bu sistemlerin mekanik havalandırmalı lagünlerden farkı oksijen ihtiyacının doğal havalandırma ve fotosentez yapan algler ile karşılanmasıdır. Bakteri ve algler bu havuzlardaki arıtımın kaynağını oluştururlar.

e. Biyodiskler: Biyodiskler yüzeylerinde bakterilerin üretildiği birbirine yakın dairesel disklerden oluşurlar. Bu diskler atıksuya kısmen batık şekilde dönerler. Disk

suyun içindeyken atık suda bulunan organik madde ile biyokütle temasa geçer, daha sonra sudan çıkan disk gerekli oksijeni atmosferden karşılar.

3.3.2. Anaerobik biyolojik arıtım

Atıksuda bulunan organik maddelerin oksijensiz ortamda çeşitli mikroorganizmalar tarafından ayrıştırılarak, CH4, CO2, NH3 ve H2S gibi son ürünlerin elde edildiği arıtımdır. Bu şekilde arıtımın gerçekleştirilebilmesi için dört çeşit sistem geliştirilmiştir.

a. Anaerobik filtreler: Düşey sabit bir yatağın kırma taş veya plastik dolgu maddesiyle sudaki organik maddeleri ayırdığı sistemlerdir. Anaerobik bakterilerin kullanıldığı bu filtrelerin avantajları oluşan çamur miktarının az olması ve enerji kaynağı olarak kullanılabilen metanın oluşmasıdır.

b. Anaerobik çamur yatağı reaktörleri: Arıtılacak su sistemlere alttan verilerek biyolojik partiküllerden oluşan yataktan geçişi sağlanır. Sistemde oluşan CH₄ ve CO₂ gibi gazlar biyolojik partikülleri olumlu yönde etkiler. Biyokütlelerin sabit bir yüzeye tutunmadan askıda faaliyet gösterdiği karışımlı reaktör sistemine yukarı akışlı anaerobik çamur yataklı reaktör denir. Bu arıtım sistemlerinin prensibi iyi çökelme özelliğine sahip, özgül aktivitesi yüksek çamurun gelişimini sağlamaktır. Reaktörün altında bulunan anaerobik çamur, organik maddeleri etkili bir şekilde ayrıştırmakta ve askıdaki katı ve kolloidal maddelerin tutunarak çökelmesini sağlamaktadır.

c. Anaerobik temas reaktörleri: Bu arıtım birimlerinde atıksu havasız ham atıksu direkt olarak anaerobik reaktöre verilmekte ve çıkış suyundaki gaz ayrılarak çökeltim havuzuna alınmaktadır. Çökeltme havuzunda gaz çıkışı problemi görülmektedir. Bu sorun soğutma veya yüzdürme teknikleri kullanılarak çözülür.

d. Genleşmiş yatak reaktörleri: Bu tip reaktörler silindirik yapılı olup, kum, çakıl, antrasit ve plastik gibi maddelerden oluşurlar. Reaktör yatağın genişletilmesinin

amacı tıkanma probleminin minimize etmektir. Oluşan çamur miktarı aerobik sistemlerde oluşanlardan az olduğundan evsel atıksu arıtımında geniş kullanılabilirlikleri vardır.

Atıksuların arıtılması için kullanılan bu yöntemler her zaman istenilen verimi sağlayamamakta, işlem sonrası toksik çamur üretebilmekte ve pahalı süreçler içerebilmektedirler (Ahluwalia and Goyal, 2007 ).

Bu yöntemlerin dışında fiziko-kimyasal bir yöntem olan adsorpsiyon da alternatif bir su arıtım yöntemidir (Robinson et.al., 2001). Atom, iyon ya da moleküllerin katı bir yüzeye tutturulması işlemine adsorpsiyon denir. Adsorpsiyon işleminde adsorplanan maddeye adsorbat, yüzeyinde tutunma gerçekleşen maddeye ise adsorban denilmektedir. Fiziksel, kimyasal ve iyonik olmak üzere üç tür adsorpsiyon mevcuttur.

1. Fiziksel adsorpsiyonda adsorban ile adsorplanan maddenin molekülleri arasında Van der Waals kuvvetleri gibi zayıf etkileşimler vardır. Genellikle tersinirdir.

2. Kimyasal adsorpsiyon, adsorban ile adsorplanan madde yüzeyindeki fonksiyonel grupların etkileşimine dayanır.

3. İyonik adsorpsiyon ise iki maddenin yüzeylerinde bulunan yüklerin elektrostatik çekimi ile oluşur. Çoğu adsorpsiyon işleminde bu üç türün de etkisini görmek mümkündür (Dabrowski, 2001; Akkaya, 2005; Özvardarlı, 2006).

Adsorpsiyon çalışmalarında kullanılan aktif karbon organik ve inorganik kaynaklı kirliliklerinin uzaklaştırılmasında oldukça etkili bir adsorban materyalidir.

Fakat yüksek maliyeti aktif karbon için önemli bir dezavantajı oluşturmaktadır. Bu yüzden adsorpsiyon konusunda çalışan birçok araştırmacı daha ekonomik alternatifler olabilecek, kitosan (Chiou and Li, 2003; Uzun, 2006; Andelib Aydın and Deveci Aksoy, 2009; Chen and Huang, 2010; Monier et.al., 2010), uçucu kül (Janoš et.al.,2003; Wang and Zhu, 2005; Lin et.al., 2008; Nascimento et.al., 2009; Chen et.al.,

2010), perlite (Mathialagan and Viraraghavan, 2002; Doğan and Alkan, 2003;

Acemioğlu, 2005; Malamis et.al., 2009), kil (Chatuverdi et.al., 1988; Chakir et.al., 2002; Jaynes et.al., 2007; Tahir and Naseem, 2007; Guo et.al., 2008; Vimonses et.al., 2009) gibi materyaller kullanmışlardır. En iyi arıtım sonucunun en ekonomik biçimde sağlanabilmesi geliştirilen arıtım yönteminin uygulanabilirliği açısından oldukça önemli bir özelliktir.

3.4. Tekstil Atıksuları

Tekstil endüstrisinde boyama, ağartma, yıkama ve uygulanan son işlemler sonucu oluşan atıklar suya karışarak kirliliğe neden olmaktadır. Prosesler sırasında kullanılan lif, boya, katkı maddesi ve son ürünlerin oldukça çeşitli olması nedeniyle tekstil atıksuları da kimyasal açıdan çeşitlilik sergileyen kompleks atıksulardır.

Tekstilde kullanılan malzemelerin kimyasal bileşimi tüketicilerin tercihlerine göre hızlı bir değişiklik göstermektedir. Günümüzde parlak renklerin popülerlik kazanması, reaktif boyarmaddelerin ve azo boyarmaddelerin daha çok kullanılmasına sebep olmaktadır. Atıksuların içeriğinde bulunan bileşiklerin zararlı etkilerini önleyebilmek amacıyla çeşitli tedbirler alınmaktadır. Örneğin 1996’da Almanya’da, parçalandığında kanserojenik amin gruplarının ortaya çıkmasına neden olan azo boyarmaddelerin kullanımına yasaklama getirilmiştir. Bu tür kısıtlamalar, çevre dostu boyarmaddelerin geliştirilmesi yönünde adımlar atılması sürecini hızlandırmaktadır. Örneğin, emülgatörler alkil fenollerden üretilmemekte, halojen ve ağır metal içeren pigmentler kullanılmamaktadır. Ayrıca klor içermeyen ağartma ajanları kullanılmakta ve uygulanan sentetik koyulaştırma sonucu atık boya miktarı azaltılmaktadır (Vandevivere et.al., 1998).

Tekstil atıksuları biyolojik oksijen ihtiyacı, kimyasal oksijen ihtiyacı, toplam askıdaki katı madde, toplam katı, azot, fosfor ve ağır metal içerikleri açısından incelenmekte (Germirli et.al., 1990; Buckley, 1992; Correia et.al., 1994; Vandevivere et.al., 1998) ve geleneksel atıksu arıtım yöntemlerinde ortaya çıkan problemlere boyarmaddelerin, kararlı organiklerin, toksik maddelerin, adsorplanabilir organik

halojenlerin ve yüzey aktif maddelerin neden olduğu bildirilmektedir. Tekstil atıksularına ait bu önemli parametreler ve etkileri aşağıda verilmektedir (Vandevivere et.al., 1998).

3.4.1. Renk

Boyarmaddeler arasında en çok kullanılan azo boyarmaddeler, üretilen bütün tekstil boyarmaddelerin yaklaşık % 60−70’ini oluşturmaktadır. Bunu antrokinon grupları içeren boyarmaddeler izlemektedir (Buckley, 1992; Carliell et.al., 1995;

Vandevivere et.al., 1998). Tekstil atıksularına uygulanan arıtım işlemleri çoğu reaktif boyarmaddelerin uzaklaştırılması üzerine odaklanmıştır. Bunun üç nedeni vardır.

Bunlardan ilki, günümüzde reaktif boyarmaddelerin kullanımındaki artıştır. Son zamanlarda kullanılan toplam boyarmaddelerin yaklaşık % 20−30’u reaktif boyarmaddeleridir, çünkü pamuk boyamada yaygın olarak kullanılırlar. İkinci neden, alkalin banyosundaki boya hidrolizi nedeniyle % 30’lara varan miktarda reaktif boyarmaddenin atık olarak çıkışıdır. Üçüncü neden ise, sorpsiyon ve aerobik biyodegredasyon gibi yöntemleri kullanan atıksu arıtma tesislerinde bu yöntemlerin reaktif boyalar karşısında zaman zaman etkisiz kalması nedeniyle yaşanan sıkıntılardır.

Boyalar özellikle degredasyona dayanıklı olarak tasarlandıkları için aktif çamur sistemlerinde çok az miktarda boya arıtımı gerçekleşmektedir. Test edilen 100’den fazla azo boyarmaddenin çok azı aerobik biçimde uzaklaştırılabilmiştir. Çoğu boya türü anaerobik şartlar altında kısmen degradasyona uğramaktadır.

3.4.2. Kararlı organikler

Günümüzde tekstil atıksularında bulunan kararlı moleküller çok çeşitli kimyasal sınıflara aittir. Bunlara, boyamada kullanılan katkı maddeleri, EDTA gibi ayırma ajanları, lignin gibi deflokülasyon ajanları, sentetik lifler için kullanılan antistatik ajanlar, polyesterin dispers boyamasında kullanılan taşıyıcılar, pamuğun direkt

boyamasında kullanılan bağlayıcı ajanlar ve koruyucular örnek olarak verilebilmektedir. Ayrıca işlenmemiş yünün yıkama atıksuyu, deterjan emülsiyonu, makine yağı, yün teri tuzu (hayvansal salgı), yağda eriyen pestisitler de zor arıtılan organik materyallerdir.

3.4.3. Toksik özellik

Sekiz endüstriyel sektör atıksuyu arasında yapılan incelemeler sonucunda tekstil endüstrisi atıksularının, toksisite açısından 2. sırada yer aldığı belirtilmektedir (Costan et.al., 1993; Vandevivere et.al., 1998). Ticari boyalar ve türevleri suya karıştığında toksisite problemine neden olabilmektedir. Örneğin tatlı su balıklarını test organizması olarak kullanan bir çalışmada ağartma, boyama ve karışık tekstil atıksularının neden olduğu LD 50 değerlerinin (96 saatte) % 5−6 (v/v) arasında değiştiği bildirilmektedir (Haniffa and Selvan, 1991; Vandevivere et.al., 1998). Çok sayıdaki boya türü ise içerdikleri aromatik aminler nedeniyle mutasyona neden olmaktadır. Bir başka deyişle aromatik aminleri bünyesinde barındıran banyoların degredasyon sonrasında aromatik amin bileşikleri açığa çıkarması önemli toksisite problemine neden olabilmektedir.

3.4.4. Yüzey aktifler

Haşıllama, iplik eğirme, dokuma, haşıl sökme, pişirme ve yıkama gibi çoğu tekstil sürecinde yüzey aktif maddeler kullanılmaktadır. Yün atıksuları 800 mg dm⁻³ civarında nonifenoletoksilat (NPE), ipek atıksuyu ve likra boyamasından sonra oluşan atıksu 30−40 mg dm⁻³ anyonik yüzey aktifler içermektedir. Tekstil sektöründe iyonik olmayan yüzey aktiflerin büyük bir bölümünü alkil fenol etoksilatlar oluşturmaktadır.

Alkil fenol polietoksilat yüzey aktifleri alkil fenollere ayrışıp bu şekilde kanalizasyon çamurunda birikme eğilimindedir. Alkil fenoller, etoksilatlanmış formlarından çok daha fazla toksiktir.

3.4.5. Adsoplanabilen organik halojenler ve ağır metaller

Pamuk ve ketenin ağartılmasında genellikle H2O2 yerine NaClO tercih edilmektedir. Çünkü NaClO düşük maliyetinin yanı sıra üstün ağartma gücüne sahiptir ve H2O2 lif dokusuna zarar verebilmektedir. Hipoklorit ile ağartma atıksuları 100 mg dm⁻³’e kadar adsorplanabilen organik halojen içerir ve kanserojenik kloroformun miktarı oldukça fazladır. Reaktif boyalar adsorplanabilen organik halojenler arasındadır. Boya banyosu atıksularında ağır metal konsantrasyonları 1−10 mg dm⁻³ aralığındadır (Correia et.al., 1994).

Tekstil atıksuları içerdikleri boyarmaddeler ve birçok kimyasaldan dolayı farklı özelliklere sahiptirler. Bu nedenle herhangi bir tekstil atıksuyu arıtımında karakterizasyon çalışması oldukça faydalı olmaktadır (Atlı ve Belenli, 1998).

Tekstil endüstrisinden kaynaklanan atıksuların arıtılmasında yaygın olarak aktif çamur yöntemi kullanılmaktadır. Fakat bu yöntem boya içeren tekstil atıksularının arıtımında istenilen verimi sağlayamamaktadır. Tekstil endüstrisinde kullanılan boyarmaddeler, kimyasal yapılarından dolayı aktif çamur sisteminden değişikliğe uğramadan geçmektedirler. Bu tür maddeler deşarj edildikleri yüzey sularında hem toksik hem de estetik probleme yol açarlar. Tekstil atıksularının rengi kullanılan boyanın rengine göre değişim gösterebilir. Bu değişim aynı zamanda atıksuyun kimyasal oksijen ihtiyacı içeriğinde de dalgalanmalara neden olmaktadır (Atlı ve Belenli, 1998).

Arıtım prosesleri uygulanmadan önce boya tipi, atıksu içeriği, maliyet, çevresel zarar ve gerekli enerji gibi şartlar dikkate alınmaktadır. Kimyasal ve fiziksel yöntemlerin maliyet yüksekliği, çamur oluşumu, enerji gereksinimlerinin fazla oluşu ve zehirli yan ürünlerin oluşması gibi dezavantajları vardır (Telefoncu, 1995). Bu yüzden tekstil atıksularının biyosorpsiyon yöntemiyle arıtılması maliyeti düşük, verimliliği yüksek avantajlı biyoteknolojik bir çözüm olarak görülmektedir.

BÖLÜM 4

BİYOSORPSİYON

Çeşitli biyokütleler kullanılarak sulu çözeltilerden organik ve inorganik kirleticilerin uzaklaştırılması işlemine biyosorpsiyon denir (Diniz et.al., 2008). Bu yöntem sayesinde atıksulardan metaller ve metallerle ilişkili olan aktinit, lantanit, metalloid maddeleri ve bu maddelerin radyoizotoplarınının giderimi sağlanmaktadır.

Ayrıca boya içeren organik ve organometalik bileşikler gibi tanecikli ve kolloidal maddeler de biyosorpsiyonda kullanılan biyokütleler tarafından tutulmaktadır (Gadd, 2009).

Biyosorpsiyon, başlangıçta mikrobiyologların elektron mikroskobunda daha rahat çalışabilmek için mikrobiyal hücrelerin renklendirilmesi amacıyla geliştirilmiş bir yöntemdi. 1970 lerde metallerin atıksulardaki radyoaktif etkilerinin giderilmesi amacıyla biyosorpsiyon yeni bir atıksu arıtım yöntemi olarak incelenmiştir.

Biyosorpsiyonun denge ve kinetiği araştırılırken sorpsiyon veriminde faydalı biyokütleler bulunmuştur. 1980 lerin başında ise çeşitli mikrobiyal biyokütleler atıksulardaki kirlilikleri gidermek için biyosorbent olarak kullanılmaya başladı.

Önceleri doğal biyokütleler ile çalışılırken çok geçmeden immobilize mikrobiyal biyokütleler geliştirilmiştir. 1980−1990 yıllarında Amerika’da ve Kanada’da uranyum biyosorpsiyonu için biyoliçingin yerinde kullanılabilmesi amacıyla pilot fabrikalar kurulmuştur. Burada yapılan çalışmalarda biyosorpsiyonun çözünmeyen metaller dışında oldukça kompleks çözeltilerde bile etkili bir atıksu arıtım yöntemi olduğu görülmüştür (Tsezos, 2001).

Son yıllarda ağır metal ve boyaların sulu çözeltilerden uzaklaştırılması için yapılan birçok çalışmada mikroorganizmalar kullanılmaktadır (Fu and Viraraghavan, 2001; Tzesoz, 2001; Forgacs et.al., 2004). Mikroorganizmalar bu amaçla canlı olarak kullanılabildiği gibi ölü formda da kullanılmaktadır. Canlı mikroorganizma ile yapılan

çalışmalara biyoakümülasyon (biyobirikim) adı verilmektedir. Bu yöntem canlı hücrenin metabolizmasına bağlı olduğundan hücre içi birikim olarak ta bilinmektedir.

Bu nedenle biyosorpsiyon terimi daha çok sulu çözeltilerden çeşitli kirleticilerin uzaklaştırılmasında cansız hücrelerin kullanıldığı yöntemi ifade etmektedir.

Biyosorpsiyon sürecinde kirliliğe yol açan madde ile biyomateryalin hücre duvarı arasında kompleksleşme, fiziksel adsorpsiyon, iyon değişimi gibi fizikokimyasal olaylar gerçekleşmektedir. Bu olaylar hücre metabolizmasından bağımsız olarak meydana gelmektedir (Volesky, 1990; Veglio and Beolchini, 1997; Davis et.al., 2003).

Biyoakümülasyonda ortamın pH’sı, sıcaklığı, toksisitesi kullanılan mikroorganizmanın canlılığını etkileyen faktörlerdir. Ayrıca biyoakümülasyon yönteminde mikroorganizma ile kirlilik arasında oluşabilecek kimyasal reaksiyondan bileşikler meydana gelebilmekte, bu bileşikler de çözelti ortamında çökelmeye yol açabilmektedir (Gupta and Suhas, 2009). Biyosorpsiyon ise metabolizmadan bağımsız gerçekleştiğinden işlem biyoakümülasyona göre daha hızlıdır. Ayrıca ölü hücrelerin kullanımı daha kolaydır ve uzun süre depolanabilirler. Ölü hücreler canlı hücrelere göre tekrar kullanılabilirlik açısından üstünlük sağlamaktadır (Vijayaraghavan and Yun, 2008). Ölü hücrelerin endüstriyel fermantasyon atığından elde edilebilenleri vardır. Ölü hücrelerin büyüme ortamına ve besine ihtiyaç duymaması gibi avantajları da bulunmaktadır (Wase and Forster, 1997).

Biyosorpsiyon olayında mikroorganizmaların hücre duvarında bulunan yağ, protein ve polisakkaritlerin yapısındaki karboksil, hidroksil, tiyol, sülfat, fosfat, amino, imidazol gibi fonksiyonel gruplar ile kirliliğe neden olan moleküller arasında etkileşim söz konusudur (Gong et.al., 2005; Volesky, 2007).

4.1. Biyosorpsiyonda Kullanılan Biyosorbentler

Çevre kirliliği ile mücadele etmek amacıyla pahalı teknikler yerine, doğada var olan biyolojik sistemlerin kullanılması günümüzde önemli araştırma konularından birisidir.

Biyosorpsiyon yönteminde biyokütle kaynağı olarak bakteri, maya, mantar, alg, aktif çamur gibi materyallerin yanı sıra bitkisel ve hayvansal kökenli biyokütleler de kullanılmaktadır. Aeromonas hydrophila (Chen et.al., 2003; Hasan et.al., 2009), Bacillus cereus (Pan et.al., 2006, 2007; Hu et.al., 2007), Bacillus circulans (Yılmaz, 2003; Ince Yılmaz and Ensari, 2005; Khanafari et.al., 2008), Bacillus gordonae (Walker and Weatherley, 2000), Bacillus sphaericus (Nurbaş Nourbakhsh et.al., 2002;

Zheng et.al., 2008; Choi et.al., 2010; Velásquez and Dussan, 2009), Bacillus subtilis (Binupriya et.al., 2010; Wang et.al., 2010), Citrobacter sp. (Puranik et.al., 1999; Wang et.al., 2009a), Desulfovibrio desulfuricans (Chen et.al., 2000), Escherichia coli (Zhao et.al., 2005; Chen et.al., 2006), Pseudomonas aeruginosa (Chang et. al., 1997; Gabr et.al., 2008; Tuzen and Soylak, 2008), Pseudomonas fluorescens (Dursun et.al., 1998;

Uzel and Ozdemir, 2009), Pseudomonas luteola (Chang et.al., 2001; Chen, 2002), Pseudomonas putida (Chen et.al., 2005; Uslu and Tanyol, 2006; Choi, 2009), Pseudomonas stutzeri (Dercová et.al., 1999), Streptomyces ciscaucasicus (Li et.al., 2010) ve Streptomyces rimosus (Mameri et.al., 1999) bakteriyel biyokütleleri, Candida albicans (Vitor and Corso, 2008; Baysal et.al., 2009), Candida lipolytica (Aksu and Dönmez, 2003), Candida tropicalis (Akhtar et.al., 2008; Yin et.al., 2008), Candida utilis (Muter et.al., 2001; Zu et.al., 2006), Kluyveromyces marxianus (Aksu and Dönmez, 2000; Meehan et.al., 2000), Saccharomyces cerevisiae (Dostalek et.al., 2004;

Dai et.al., 2008) maya biyokütleleri, Ceramium virgatum (Sarı and Tuzen, 2008), Chlorella vulgaris (Aksu and Tezer, 2005; Gokhale et.al., 2008), Pelvetia caniculata (Lodeiro et.al., 2005), Sargassum filipendula (Volesky et.al., 1999, 2003; Luna et.al., 2007), Sargassum sp. (Cruz et.al., 2004; Karthikeyan et.al., 2007), Scenedesmus obliquus (Çetinkaya Dönmez et.al., 1999; Omar, 2002), Spirogyra sp. (Venkata Mohan et.al., 2007; Gupta and Rastogi, 2008; Khalaf, 2008), Spirulina platensis (Lodi et.al., 2008; Pane et.al., 2008) algal biyokütleleri, Agaricus bisporus (Ertugay and Bayhan, 2008, 2010; Tunali Akar et. al., 2009a; Vimala and Das, 2009), Aspergillus flavus (Vigneshwaran et.al., 2007; Anastasi et.al., 2009), Aspergillus fumigatus (Bhainsa and D’Souza, 2006; Al-Garni et.al., 2009), Aspergillus niger (Khalaf, 2008; Khambhaty et.al., 2009), Lactarius scrobiculatus (Altun Anayurt et.al., 2009), Mucor rouxii (Lo et.al., 1999; Majumdar et.al., 2008), Penicillium digitatum (Galun et.al., 1987), Penicillium italicum (Mendil et.al., 2008), Penicillium sp. (Mogollón et.al., 2008;

Anjaneya et.al, 2009), Phanerochaete chrysosporium (Wu and Yu, 2006), Rhizopus arrhizus (Fourest et.al., 1994; Sağ and Kutsal, 2000; O’Mahony et.al., 2002; Aksu et.al., 2007), Rhizopus nigricans (Bai and Abraham, 2001; Kogej and Pavko, 2004), Trametes versicolor (Bayramoğlu and Arıca, 2007; Şahan et. al., 2010) fungal biyokütleleri, portakal, muz, soya fasulyesi, ceviz, fındık, pirinç gibi meyve ve sebzelerin kabukları (Arami et.al., 2006; Ferrero, 2007; Han, 2007; Cui et.al., 2008;

Achak et.al., 2009; Wang et.al., 2009a), mısır koçanı (Robinson et.al., 2002; Shen and Duvnjak, 2005), şeker kamışı (Ho et.al., 2005), ağaç kabuğu (McKay et.al., 1999; Shin et.al., 2007) gibi bitkisel kökenli materyaller sulu çözeltilerden kirlilik gideriminde kullanılan biyosorbentlere örnek olarak verilebilir.

Mantarlar, basit ekonomik fermantasyon teknikleri ile üretilebildiklerinden ve ekonomik büyüme koşullarına sahip olduklarından iyi biyosorbent olarak kabul edilmektedir (Fu and Viraraghavan, 2002a).

4.1.1. Fungal biyosorpsiyon

Fungal biyokütleler atıksularda bulunan boyarmadde ve metal iyonlarının gideriminde önemli potansiyele sahip olabilecek materyallerdir (Volesky, 1990;

Kaushik and Malik, 2009). Atıksulardan boya moleküllerinin biyosorpsiyonunda birçok fungus türü kullanılmaktadır. Aspergillus niger biyokütlesinin kullanıldığı Bazik Mavisi 9, Asit Kırmızısı 29, Kongo Kırmızısı ve Dispers Kırmızısı 1 biyosorpsiyonu (Fu and Viraraghavan, 2002a), Aspergillus foetidus’un kullanıldığı Reaktif Siyahı 5 biyosorpsiyonu (Patel and Suresh, 2008), Rhizopus arrhizus ile

Kaushik and Malik, 2009). Atıksulardan boya moleküllerinin biyosorpsiyonunda birçok fungus türü kullanılmaktadır. Aspergillus niger biyokütlesinin kullanıldığı Bazik Mavisi 9, Asit Kırmızısı 29, Kongo Kırmızısı ve Dispers Kırmızısı 1 biyosorpsiyonu (Fu and Viraraghavan, 2002a), Aspergillus foetidus’un kullanıldığı Reaktif Siyahı 5 biyosorpsiyonu (Patel and Suresh, 2008), Rhizopus arrhizus ile